Поляриметр

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Напряжения в стеклянной заготовке зеркала для телескопа, расположенной между экраном ЖК монитора (излучающим линейно поляризованный свет) и поляроидом, иллюстрируют эффект фотоупругости

Поляриметр (полярископ, — только для наблюдения) — прибор, предназначенный для измерения угла вращения плоскости поляризации, вызванной оптической активностью прозрачных сред, растворов (сахарометрия) и жидкостей. В широком смысле поляриметр — это прибор, измеряющий параметры поляризации частично поляризованного излучения (в этом смысле могут измеряться параметры вектора Стокса, степень поляризации, параметры эллипса поляризации частично поляризованного излучения и т.п.).

Области применения[править | править вики-текст]

Измерение оптической активности при помощи поляриметра: 1 — источник света, 2 — неполяризованный свет, 3 — поляризатор, 4 — поляризованный свет, 5 — кювета с раствором вещества, 6 — оптическое вращение 30°, 7 — анализатор, 8 — наблюдатель

Применяется для изучения структуры и свойств вещества. Имеет прикладное применение в лабораториях пищевой, химической промышленности и других отраслях науки и производства для определения концентрации растворов оптически активных веществ, таких как сахар, глюкоза, белок, по углу вращения плоскости поляризации. Рекомендуется больным сахарным диабетом для индивидуального контроля содержания сахара в моче. Также позволяет наблюдать и измерить остаточные напряжения в стекле.

Устройство[править | править вики-текст]

Поскольку существует масса различных областей применения, то конструкции поляриметров могут отличаться, но ключевые элементы одинаковы.

  • Источник света — чаще это натриевая лампа или лампа накаливания с тепловым экраном для защиты образца от ИК излучения (для твердых деталей важно избегать термических деформаций, для жидкостей — градиента плотности) и матовым стеклом, дающим равномерную засветку наблюдаемой области.
  • Светофильтр — элемент, выделяющий определенную область в спектре, так как во многих поляриметрах используется монохроматический свет. Таким элементом может быть пластина из фильтрующего вещества или призма.
  • Двух поляризаторов расположенных по обе стороны от анализируемого образца/системы (часто один из них это поляроид, а второй либо поляроид, либо призма Николя). В случаях, когда исследуется как поляризуется объектом естественный свет, либо объект сильно удалён (например, в космосе), достаточно и одного поляризатора.
  • Компенсаторов — фазовых пластинок, которые имеют толщину обычно кратную четверти или половине длины волны, для подбора метода измерений. Существуют также бескомпенсаторный схемы поляриметров, в которых по ряду причин фазовые пластины могут отсутствовать. Ограничение спектра — основная из причин отказа от компенсатора в схеме.
  • Измерительное устройство углового положения как поляризаторов, так и компенсатора — лимб или электронный датчик.
  • Фотоприёмник или наблюдатель.

Самодельный полярископ[править | править вики-текст]

Транспортир из прозрачного пластика помещенный между двух поляроидов

Несмотря на сложность конструкции промышленных поляриметров, наблюдать поляризацию можно используя лишь один или два поляроида. Эти пластины используются для визуализации с помощью жидких кристаллов (в частности в калькуляторах и ЖК-дисплеях). Одна из них помещается перед ячейками с кристаллами, другая — после, а ячейка с жидким кристаллом поворачивает азимут линии поляризации в зависимости от величины приложенного поля. Также можно найти в продаже поляроиды для объективов, выделяющие линейную или циркулярную поляризацию. В скрещенном виде поляризаторы (с линейной поляризацией или же с правой и левой циркулярной поляризацией) позволяют увидеть в проходящем свете, как изменяется поляризация прозрачными средами. Например, между ними можно положить кусочки полиэтилена или пластиковую линейку. Свет, проходящий через атмосферу, также имеет частичную поляризацию, и её можно наблюдать используя только один поляризатор. Для этого нужно рассматривать яркие объекты неба (такие как облака или луна). Свет ЖК-дисплея также остается частично поляризованным. Некоторые люди способны улавливать различную поляризацию жёлтого и синего излучения, этот эффект был открыт австрийским физиком Хайдингером (W. R. Haidinger) и назван в его честь. Поскольку при отражении свет также поляризуется, то вместо поляроида можно использовать обычное стекло, затемненное с одной стороны. Наблюдать источник надо под углом Брюстера, в этом случае свет практически полностью будет линейно поляризован.

Литература[править | править вики-текст]

  • Техническое описание поляриметра ПКС-125
  • Шишловский А. А., Прикладная физическая оптика, М., 1961
  • Волькенштейн М. В., Молекулярная оптика, М. Л., 1951
  • Уильямс Б., Уилсон К., Методы практической биохимии, Мир, 1978
  • В.С.Камышников, СПРАВОЧНИК по клинико биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике, МЕДпрессинформ, 2009
  • В.В.Меньшиков, СПРАВОЧНИК Лабораторные методы исследования в клинике, МОСКВА „МЕДИЦИНА", 1987

Ссылки[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]